動(dòng)物生物化學(xué)-oweroinresenai

動(dòng)物生物化學(xué)

AnimalBiochemistry國(guó)家級(jí)精品課程

江蘇省高校教學(xué)名師、《動(dòng)物生物化學(xué)》（第4版）主編

鄒思湘

教授、博士生導(dǎo)師

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)獸醫(yī)系

逸夫樓3011，電話：84396763

第1章緒論本章主要內(nèi)容：生物化學(xué)的概述生物化學(xué)研究的內(nèi)容生物化學(xué)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀與動(dòng)物生產(chǎn)和動(dòng)物健康的關(guān)系

1.生物化學(xué)概述1.1生物化學(xué)的定義：

生物化學(xué)（biochemistry）：是從分子水平上闡明生命有機(jī)體化學(xué)本質(zhì)的一門(mén)學(xué)科。1.2生物化學(xué)的分類(lèi)：

①根據(jù)研究對(duì)象分為：動(dòng)物生物化學(xué)、植物生物化學(xué)、微生物生物化學(xué)等。②根據(jù)研究目的分為：醫(yī)學(xué)生化、農(nóng)業(yè)生化、工業(yè)生化、環(huán)境生化和營(yíng)養(yǎng)生化等。2.生物化學(xué)研究?jī)?nèi)容2.1關(guān)于生命有機(jī)體的化學(xué)組成、生物分子，特別是生物大分子（biologicalmacromolecule）的結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系及其功能。

生物大分子是由小分子單體聚合而成的多聚體。如氨基酸—蛋白質(zhì)、核苷酸—核酸、葡萄糖—淀粉等。生物大分子執(zhí)行著各種各樣的生物學(xué)功能，如生物催化、物質(zhì)運(yùn)輸、代謝調(diào)節(jié)、貯存、傳遞與表達(dá)遺傳信息等。

它們復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)是其功能的化學(xué)基礎(chǔ)。N2CO2H2O單體生物大分子超分子復(fù)合體細(xì)胞和細(xì)胞器細(xì)胞2.2細(xì)胞中的物質(zhì)代謝與能量代謝，或稱(chēng)中間代謝（intermediarymetabolism），也就是細(xì)胞中進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程合成代謝（anabolism）：將小分子的前體（precursor）經(jīng)過(guò)特定的代謝途徑構(gòu)建成較大的分子，并且消耗能量。分解代謝（catabolism）：將較大的分子經(jīng)過(guò)特定的代謝途徑，分解成小的分子并且釋放出能量。物質(zhì)代謝與能量代謝相伴隨。在這個(gè)過(guò)程中，ATP（三磷酸腺苷）是能量轉(zhuǎn)換和傳遞的中間體。

2.3組織和器官機(jī)能的生物化學(xué)

生命有機(jī)體是一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體。任何組織器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、代謝方式都是以其化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的。

在分子水平、細(xì)胞和組織水平以及整體水平上全面、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)動(dòng)物組織器官的生理機(jī)能，認(rèn)識(shí)它們之間的聯(lián)系、認(rèn)識(shí)它們與環(huán)境互作的機(jī)制，也是動(dòng)物生物化學(xué)的研究目的之一。

3.生物化學(xué)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀3.1歷史回顧

我國(guó)古代對(duì)于生物化學(xué)的發(fā)展有重要的貢獻(xiàn)。科學(xué)發(fā)展的道路不是平坦的，人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)在正確與錯(cuò)誤，真理與謬誤的斗爭(zhēng)中前進(jìn)，生物化學(xué)的發(fā)展也不例外。

FriedrichWohler，Eduard和HansBuchner弟兄以及J.Sumner等與“生機(jī)論（vitalism）”的謬論進(jìn)行了長(zhǎng)期的爭(zhēng)論，“生機(jī)論”最后以失敗告終?？茖W(xué)的發(fā)展也不是單槍匹馬的，多學(xué)科的互相交叉與滲透、研究技術(shù)和實(shí)驗(yàn)手段的進(jìn)步推動(dòng)和加速了科學(xué)進(jìn)步的步伐?；瘜W(xué)、物理學(xué)、細(xì)胞學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)以及電子顯微鏡、超離心（ultra-centrifugation）、色譜（chromatography）、同位素示蹤（isotopetracing）、X-射線衍射（X-rayreflection）、質(zhì)譜（masschromatography）以及核磁共振（nuclearmagneticresonance）等技術(shù)都為現(xiàn)代生物化學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。

1953年年Watson和和Crick描描繪出出了DNA的雙雙螺旋旋結(jié)構(gòu)構(gòu)模型型，這在在生命命科學(xué)學(xué)發(fā)展展歷史史上是是一個(gè)個(gè)具有有里程程碑意意義的的重大大事件件。。生命科科學(xué)從從此進(jìn)進(jìn)入了了分子子生物物學(xué)新新時(shí)代代。悼念克克里克克生物化化學(xué)與與分子子生物物學(xué)都都以從從分子子水平平上認(rèn)認(rèn)識(shí)生生命、、詮釋釋生命命為目目標(biāo)。。廣義義地說(shuō)說(shuō)，兩兩者沒(méi)沒(méi)有截截然的的區(qū)別別。只只是前前者注注重生生命有有機(jī)體體的化化學(xué)過(guò)過(guò)程，，后者者更強(qiáng)強(qiáng)調(diào)生生物分分子的的結(jié)構(gòu)構(gòu)與功功能，，尤其其是在在遺傳傳分子子核酸酸方面面。3.2生生物化化學(xué)的的前景景和現(xiàn)現(xiàn)狀目前，，有關(guān)關(guān)生物物化學(xué)學(xué)的研研究主主要集集中在在以下下幾個(gè)個(gè)方面面：生物大大分子子的結(jié)結(jié)構(gòu)、、功能能與相相互作作用基因組組學(xué)和和蛋白白質(zhì)組組學(xué)基因表表達(dá)的的調(diào)節(jié)節(jié)細(xì)胞信信號(hào)的的傳導(dǎo)導(dǎo)生物工工程學(xué)學(xué)分子生生物學(xué)學(xué)的迅迅速發(fā)發(fā)展從從根本本上改改變了了生命命科學(xué)學(xué)的面面貌，，也極極大地地豐富富和擴(kuò)擴(kuò)展了了生物物化學(xué)學(xué)的內(nèi)內(nèi)涵。。一方方面，，經(jīng)典典的生生物化化學(xué)原原理不不斷得得到驗(yàn)驗(yàn)證，，另一一方面面，人人們對(duì)對(duì)生命命有機(jī)機(jī)體中中化學(xué)學(xué)過(guò)程程的認(rèn)認(rèn)識(shí)不不斷更更新和和深化化，現(xiàn)現(xiàn)代生生物化化學(xué)的的發(fā)展展已經(jīng)經(jīng)從各各個(gè)方方面融融入了了生命命科學(xué)學(xué)發(fā)展展的主主流當(dāng)當(dāng)中。。生物大大分子子的結(jié)結(jié)構(gòu)、、功能能與相相互作作用大分子子之間間的相相互作作用；；大分分子結(jié)結(jié)構(gòu)模模體（（motif））和結(jié)結(jié)構(gòu)域域的獨(dú)獨(dú)特作作用；；生物物大分分子三三維構(gòu)構(gòu)象和和構(gòu)象象運(yùn)動(dòng)動(dòng)進(jìn)行行描述述；；蛋白白質(zhì)空空間構(gòu)構(gòu)象的的正確確折疊疊和““分子子伴侶侶”（（molecularchaperone））的作作用；；磷酸酸化、、?；鹊然瘜W(xué)學(xué)修飾飾作用用對(duì)于于蛋白白質(zhì)和和酶在在快速速、高高效傳傳遞代代謝信信息和和調(diào)節(jié)節(jié)基因因表達(dá)達(dá)中的的機(jī)制制；核核酸與與蛋白白質(zhì)的的相互互作用用與基基因表表達(dá)的的調(diào)節(jié)節(jié)；催催化核核酸等等。信息爆爆炸導(dǎo)導(dǎo)致了了結(jié)構(gòu)生生物學(xué)學(xué)（structuralbiology）的的誕生生。蛋白質(zhì)和核核酸大分子子之間的相相互作用基因組學(xué)和和蛋白質(zhì)組組學(xué)“人類(lèi)基因因組計(jì)劃””（humangenomeproject，HGP）歷經(jīng)10個(gè)年頭頭，在進(jìn)入入本世紀(jì)后后不久宣布布完成，人人類(lèi)基因組組的解讀為為疾病的診診斷、防治治和新藥的的研究開(kāi)發(fā)發(fā)提供了有有力的武器器?？茖W(xué)家家已繪制出出40余種種生物的基基因組圖譜譜，基因組組的研究將將進(jìn)入功能能基因組（（functionalgenomics））階段，即即確定基因因結(jié)構(gòu)與功功能的應(yīng)用用階段。蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)（proteomics）作作為后基因因組時(shí)代生生命科學(xué)新新的研究領(lǐng)領(lǐng)域正在崛崛起。它將將一系列精精細(xì)的技術(shù)術(shù)，主要有有2D-凝凝膠電泳、、計(jì)算機(jī)圖圖象分析、、質(zhì)譜、氨氨基酸測(cè)序序和生物信信息學(xué)結(jié)合合起來(lái)，高高通量地、、綜合地定定量和鑒定定蛋白質(zhì)。。建立蛋白白組的生物物信息數(shù)據(jù)據(jù)庫(kù)，將為為重大病癥癥的發(fā)生提提供新的預(yù)預(yù)警和診斷斷標(biāo)志，并并為新藥的的開(kāi)發(fā)提供供新的思路路。大腸桿菌中中的蛋白質(zhì)質(zhì)組基因表達(dá)的的調(diào)節(jié)1960年年，F(xiàn).Jacob和J.Monod發(fā)現(xiàn)細(xì)菌菌利用乳糖糖時(shí)，相關(guān)關(guān)酶的基因因表達(dá)時(shí)序序受到嚴(yán)格格的控制，，于是提出出了原核生生物基因調(diào)調(diào)節(jié)操縱子（operon）模模型，開(kāi)辟辟了對(duì)基因因表達(dá)調(diào)節(jié)節(jié)研究的新新領(lǐng)域。真核基因表表達(dá)的調(diào)控控產(chǎn)要涉及及核小體的的重構(gòu)、組組蛋白的乙乙?；NA的甲甲基化等化化學(xué)修飾和和DNA超超螺旋的拓拓?fù)洚悩?gòu)化化；基因的的的調(diào)節(jié)也也在轉(zhuǎn)錄后后的加工、、翻譯和新新生多肽鏈鏈的化學(xué)修修飾等各個(gè)個(gè)層次上進(jìn)進(jìn)行。這一領(lǐng)域的的研究將最最終揭開(kāi)生生命的進(jìn)化化、胚胎的的分化、個(gè)個(gè)體的生長(zhǎng)長(zhǎng)、發(fā)育、、繁殖、衰衰老、疾病病和死亡之之謎。細(xì)胞信號(hào)號(hào)的傳導(dǎo)導(dǎo)第二信使使學(xué)說(shuō)cAMP、cGMP、、IP3、DG、、Ca2+等G蛋白偶偶聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)G蛋白、、PKA、PKG、PKC和和TPK信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)統(tǒng)等小分子氣氣體物質(zhì)質(zhì)NO、CO生物工程程學(xué)到70年年代，重重組DNA技術(shù)術(shù)（RecombinantDNAtechnology）誕生生，人類(lèi)類(lèi)可以按按照自己己的意愿愿改造遺遺傳基因因和操縱縱遺傳過(guò)過(guò)程。這這個(gè)技術(shù)術(shù)的規(guī)模模化和工工業(yè)化，，就是基基因工程程，也稱(chēng)稱(chēng)遺傳工工程（Geneticengineering）。以基因工工程技術(shù)術(shù)為核心心，與現(xiàn)現(xiàn)代發(fā)酵酵工程、、細(xì)胞工工程、胚胚胎工程程、酶工工程、蛋蛋白質(zhì)工工程等集集合而成成的生物物工程學(xué)學(xué)（Biotechnology）），已經(jīng)經(jīng)和正在在展現(xiàn)出出其推動(dòng)動(dòng)生產(chǎn)力力發(fā)展的的巨大潛潛力。遺傳工程程的工廠廠4.與動(dòng)動(dòng)物生產(chǎn)產(chǎn)和健康康的關(guān)系系生物化學(xué)學(xué)是生物物科學(xué)，，如農(nóng)學(xué)學(xué)、醫(yī)學(xué)學(xué)、畜牧牧、獸醫(yī)醫(yī)、水產(chǎn)產(chǎn)等的基基礎(chǔ)學(xué)科科之一?！，F(xiàn)代生生物化學(xué)學(xué)的理論論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)方法已已經(jīng)作為為通用的的“語(yǔ)言言”與有有力的““工具””被廣泛泛用于生生命科學(xué)學(xué)的表述述和研究究之中。。它與動(dòng)動(dòng)物生理理學(xué)、動(dòng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)學(xué)、動(dòng)動(dòng)物遺傳傳學(xué)、動(dòng)動(dòng)物繁殖殖學(xué)、藥藥理學(xué)、、動(dòng)物病病理學(xué)、、微生物物學(xué)、免免疫學(xué)、、動(dòng)物疾疾病診斷斷學(xué)等學(xué)學(xué)科有著著不可分分割的聯(lián)聯(lián)系，因因此學(xué)習(xí)習(xí)和掌握握生物化化學(xué)的知知識(shí)對(duì)于于從事動(dòng)動(dòng)物生產(chǎn)產(chǎn)和動(dòng)物物健康事事業(yè)十分分重要。。闡明動(dòng)物物新陳代代謝活動(dòng)動(dòng)的規(guī)律律生理學(xué)、、營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)質(zhì)高產(chǎn)的的畜禽品品種遺傳育種種藥物的作作用機(jī)理理研究和和新藥的的研發(fā)藥理學(xué)、、毒理學(xué)學(xué)疾病的發(fā)發(fā)生和發(fā)發(fā)展機(jī)理理病理學(xué)、、免疫學(xué)學(xué)、微生生物學(xué)動(dòng)物疫病病的診療療與防治治臨床病理理與臨床床診斷學(xué)學(xué)教學(xué)安排排與要求求（1）教教材《《動(dòng)物生生物化學(xué)學(xué)》（第第四版））（2）學(xué)學(xué)時(shí)：54小時(shí)時(shí)（3）課課外自習(xí)習(xí)（4）輔輔導(dǎo)與答答疑（5）考考試方式式參考書(shū)1.王王鏡巖，，朱圣庚庚，徐長(zhǎng)長(zhǎng)法.生生物化化學(xué)（第第三版））.北北京：高高等教育育出版社社，20022.汪汪玉松，，鄒思湘湘，張玉玉靜.現(xiàn)現(xiàn)代動(dòng)動(dòng)物生物物化學(xué)（（第三版版）.北北京：：高等等教育出出版社，，20054.DLNelson，，MMCox.Lehninge